El 26 por ciento del universo es materia oscura

Dark Energy Survey utilizó una de las cámaras digitales más poderosas del mundo para este hallazgo.



Con una cámara de 570 millones de pixeles, ubicada en el cerro Tololo (Chile), el DES ha mapeado 1.300 grados cuadrados del cielo.
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Albert Einstein, una de las mentes más brillantes que han pisado el planeta, también cometió errores. Quizás el más grande de ellos, reconocido por él mismo, fue haber incluido en su teoría de la relatividad general la constante cosmológica, con la cual buscaba justificar la creencia arraigada de su época de que el universo era estático. Esto, aunque su teoría predecía un universo en movimiento.

No obstante los cálculos de otros científicos como George Lemaitre y Alexander Friedmann y a las observaciones de Vesto Slipher y Edwin Hubble, Einstein, al principio, insistió en los prejuicios que tenía. Pero, más adelante, en 1931, reconoció su equivocación y se refirió a la inclusión de esta constante como “el peor error” de su vida, lamentando no haber logrado él mismo la predicción de la expansión del universo.

En la actualidad, los cosmólogos (científicos dedicados al estudio del universo como un todo, desde sus orígenes, su edad, su composición y su futuro) dan por hecho que el universo se expande y, gracias a observaciones hechas a finales del siglo pasado, saben que esta expansión es, al contrario de lo esperado, cada vez más rápida.

Encontrar la causa de esta expansión acelerada es uno de los problemas más importantes de la física moderna.

Para intentar explicarlo, los científicos proponen la existencia de un nuevo componente del universo que actúa como si tuviera gravedad repulsiva a grandes escalas y representa el 70 por ciento del contenido del universo. El nombre que se le da a este ingrediente misterioso es energía oscura, y para descifrar su naturaleza hay una corriente de arriesgados investigadores que proponen modificar la ampliamente verificada teoría de la relatividad. La otra alternativa que plantean los cosmólogos es revivir la idea de la constante cosmológica de Einstein.

Fue gracias a la indagación sobre la energía oscura como, recientemente, Dark Energy Survey (DES) logró constatar que el 26 por ciento del universo está compuesto por otra sustancia igualmente enigmática: la materia oscura (que no es lo mismo que la ya mencionada energía oscura), que recibe su nombre por no emitir ni absorber luz y de la cual solo se puede sentir su gravedad.

DES agrupa a más de 400 científicos que utilizan una de las cámaras digitales más poderosas del mundo –con 570 millones de píxeles, la cámara de un iPhone 7 tiene 7 millones–, ubicada en el cerro Tololo (Chile).Al final, la suma de estos dos ingredientes da como resultado la abrumadora certeza de que solo conocemos de qué está hecho el 4 por ciento del cosmos: la materia ordinaria de la cual todo lo que vemos, incluidos nosotros mismos, está hecho.Descifrando el universo

El bogotano Andrés Plazas Malagón, miembro del equipo investigador del DES, explica que para lograr ese hallazgo, su equipo empleó la técnica de las lentes gravitacionales débiles, que consiste en determinar las alteraciones que tiene la luz que nos llega de otras galaxias cuando esta pasa cerca de los objetos en el espacio.

“Dicho método viene de la teoría de la relatividad, según la cual todo tipo de materia curva el espacio-tiempo, incluida la materia oscura; nuestra tarea es medir las formas de las galaxias con la mayor precisión posible, y para hacerlo tenemos que observar millones de galaxias y calcular cómo sus imágenes se distorsionan al llegar a la cámara del DES. Si hay mucha materia oscura, la distorsión es mayor, si es poca es menor”, asegura Plazas, con estudios de Física de la Universidad de los Andes y doctorado en Física y Astronomía con énfasis en Cosmología Observacional de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos).

De acuerdo con el científico, uno de los encargados de escribir los códigos que garantizan que las mediciones del DES tengan la menor cantidad de errores, y así sus análisis sean más precisos, las mediciones del DES son consistentes con las que anteriormente había logrado el satélite Planck, de la Agencia Espacial Europea, el cual se encargó de observar el fondo cósmico de microondas, descrito por los astrónomos como la luz del Big Bang.

“Planck nos dice cómo era el universo más o menos 400.000 años después del Big Bang. Es como mirar su foto cuando era un niño. Por su parte, DES nos muestra una imagen actual del universo 13.700 millones de años después, y comparando ambas mediciones podemos estimar la cantidad de materia oscura.

Nuestra conclusión es que ambas coinciden, con un margen de error muy pequeño (de solo 7 por ciento), lo cual nos da una evidencia importante de que nuestros cálculos sobre la cantidad de materia oscura son correctos”, señala Plazas.

“Este resultado es más que emocionante”, ha dicho por su parte el científico Scott Dodelson, uno de los líderes del estudio. “Por primera vez somos capaces de conocer la estructura actual del universo con la misma claridad con la que conocemos su estado temprano y podemos establecer las conexiones y relaciones entre un punto y el otro, confirmando múltiples predicciones durante este proceso”, agregó.

Este es el primero de cinco años de trabajo que se tienen previstos para el programa DES. Durante este tiempo, el proyecto ha mapeado 1.300 grados cuadrados del cielo, ofreciendo el sondeo de galaxias más completo que se haya hecho hasta el momento, con más de 26 millones de estas estructuras cósmicas. “Al final, DES cubrirá 5.000 grados cuadrados con resultados con mayor precisión, y podremos saber si la energía oscura es una constante cosmológica o no”, asegura Plazas.

Para Plazas, actualmente investigador postdoctoral del Jet Propulsion Laboratory, Caltech, en Pasadena (EE. UU.), el aporte del DES es fundamental, pues gracias a él se acerca, así sea con pequeños pasos, a la respuesta de preguntas fundamentales sobre el desarrollo del universo.

“Es apasionante responder preguntas sobre la naturaleza, pero también tener otras inquietudes que no se pueden resolver. Uno tiene que entender lo que sabe y lo que no, y las incógnitas sobre la energía y la materia oscura son algunos de los problemas más apasionantes. Este es un esfuerzo conjunto que se apoya en observaciones hechas en generaciones pasadas. Como dijo Newton: ‘Si nosotros podemos ver más allá, es porque estamos parados en hombros de gigantes’ ”, apunta Plazas.

NICOLÁS BUSTAMANTE HERNANDEZ

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